كما قال كارل ساجان ، "الفهم هو النشوة". ولكن من أجل فهم الكون ، نحتاج إلى طرق أفضل وأفضل لرصده. وهذا يعني شيئًا واحدًا: مقاريب كبيرة وضخمة وضخمة.
في هذه السلسلة ، سنلقي نظرة على ستة تلسكوبات سوبر يتم بناؤها:
- تلسكوب ماجلان العملاق
- التلسكوب الكبير للغاية
- تلسكوب 30 متر
- التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية
- تلسكوب المسح السينوبتي الكبير
- تلسكوب جيمس ويب الفضائي
- تلسكوب المسح الميداني بالأشعة تحت الحمراء
تقوم مجموعة دولية من البلدان والمؤسسات ببناء التلسكوب ذي الثلاثين مترًا (TMT) ، مثل الكثير من التلسكوبات الفائقة. في الواقع ، إنهم فخورون بالإشارة إلى أن الكونسورتيوم الدولي وراء TMT يمثل ما يقرب من نصف سكان العالم. الصين والهند والولايات المتحدة الأمريكية واليابان وكندا. يحتاج المشروع إلى العديد من الشركاء لاستيعاب التكلفة ؛ ما يقدر ب 1.5 مليار دولار.
قلب أي من التلسكوبات الفائقة في العالم هو المرآة الأساسية ، ولا تختلف TMT. من الواضح أن المرآة الرئيسية لـ TMT يبلغ قطرها 30 مترًا. إنه تصميم مجزأ يتكون من 492 مرآة أصغر ، كل واحد منها سداسي 1.4 متر.
ستكون قدرة جمع الضوء لـ TMT 10 أضعاف قدرة Keck Telescope ، وأكثر من 144 مرة من تلسكوب هابل الفضائي.
لكن TMT هي أكثر من مجرد "دلو خفيف" هائل. فهي تتفوق أيضًا بقدرات أخرى تحدد فعالية التلسكوب الفائق. واحد من هؤلاء هو ما يسمى الدقة المكانية المحدودة حيود (DLSR).
عندما يتم توجيه التلسكوب إلى أشياء بعيدة تظهر قريبة من بعضها البعض ، يمكن أن ينتشر الضوء من كلاهما بما يكفي لجعل الجسمين يظهران كواحد. يعني الاستبانة المكانية المحدودة بالحيود أنه عندما "يرصد النطاق نجمًا أو شيء آخر ، فإن أي ضوء من ذلك الجسم لا يتناثر بسبب عيوب في التلسكوب. ستميز TMT بسهولة أكبر الأشياء القريبة من بعضها البعض. عندما يتعلق الأمر بـ DLSR ، فإن TMT ستتجاوز Keck بمعامل 3 ، وستتجاوز Hubble بعامل 10 عند بعض الأطوال الموجية.
تعتبر البصريات النشطة حاسمة لوظيفة المرايا الكبيرة المجزأة مثل TMT. من خلال التحكم في شكل وموضع كل جزء ، تسمح البصريات النشطة للمرآة الأساسية بتعويض التغييرات في الرياح أو درجة الحرارة أو الضغط الميكانيكي على التلسكوب. بدون البصريات النشطة ، والبصريات التكيفية الخاصة بتكنولوجيا شقيقتها ، والتي تعوض الاضطراب الجوي ، لن يعمل أي تلسكوب أكبر من حوالي 8 أمتار بشكل صحيح.
ستعمل TMT في الأطوال الموجية القريبة من الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء. سيكون أصغر من التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية (E-ELT) ، والذي سيكون له مرآة أساسية 39 مترًا. ستعمل E-ELT في الأطوال الموجية البصرية والأشعة تحت الحمراء.
التلسكوبات الفائقة في العالم هم عملاقون. ليس فقط في حجم المرايا ، ولكن في كتلتها. ستكون الكتلة المتحركة لـ TMT حوالي 1420 طنًا. يعد تحريك TMT بسرعة جزءًا من تصميم TMT ، لأنه يجب أن يستجيب بسرعة عند اكتشاف شيء مثل المستعر الأعظم. تدعو الحالة العلمية المفصلة فريق TMT إلى اكتساب هدف جديد في غضون 5 إلى 10 دقائق.
وهذا يتطلب نظام كمبيوتر معقد لتنسيق الأدوات العلمية والمرايا والبصريات النشطة والبصريات التكيفية. كان هذا أحد التحديات الأولية لمشروع TMT. سيسمح لـ TMT بالاستجابة لظواهر عابرة مثل المستعرات الأعظمية عندما يتم رصدها بواسطة تلسكوبات أخرى مثل تلسكوب المسح السينوبتيكي الكبير.
سيبحث فريق TMT اليوم في معظم الأسئلة المهمة في علم الفلك وعلم الكونيات. في ما يلي نظرة عامة على الموضوعات الرئيسية التي ستتناولها TMT:
- طبيعة المادة المظلمة
- فيزياء الأجسام المتطرفة مثل النجوم النيوترونية
- المجرات المبكرة وإعادة التأيين الكوني
- تشكيل المجرة
- ثقوب سوداء هائلة
- استكشاف درب التبانة والمجرات القريبة
- الولادة وحياة النجوم والكواكب المبكرة
- علم المجال الزمني: المستعرات العظمى وجاما راي انفجر
- الكواكب الخارجية
- نظامنا الشمسي
هذه قائمة شاملة من المواضيع ، بالتأكيد. إنها لا تترك سوى القليل جدًا ، وهي شهادة على قوة وفعالية TMT.
القوة الخام لـ TMT ليست موضع شك. بمجرد تشغيله ، سيقدم فهمنا للكون على جبهات متعددة. لكن الموقع الفعلي لـ TMT لا يزال موضع تساؤل.
كان الموقع الأصلي لـ TMT هو Mauna Kea ، قمة 4،200 متر في هاواي. ماونا كيا موقع ممتاز ، وهي موطن للعديد من التلسكوبات ، أبرزها مرصد كيك ، تلسكوب الجوزاء ، تلسكوب سوبارو ، تلسكوب كندا - فرنسا - هاواي ، وجيمس كليرك ماكسويل تلسكوب. ماونا كيا هو أيضًا موقع الهوائي في أقصى الغرب من مصفوفة خط الأساس الطويلة جدًا.
تم توثيق الخلاف بين بعض شعب هاواي و TMT بشكل جيد في مكان آخر ، ولكن الشكوى الأساسية حول TMT هي أن الجزء العلوي من Mauna Kea هو أرض مقدسة ، ويريدون أن يتم بناء TMT في مكان آخر.
لا تزال المنظمات التي تقف وراء TMT ترغب في أن يتم بناؤها في Mauna Kea ، وتتكشف الإجراءات القانونية حول النزاع. خلال هذه العملية ، حددوا عدة مواقع بديلة محتملة للتلسكوب ، بما في ذلك لا بالما في جزر الكناري. اتصلت مجلة الفضاء بعالم مرصد TMT كريستوف دوماس ، دكتوراه ، حول احتمال نقل TMT إلى موقع آخر.
أخبرنا الدكتور دوماس أن "ماونا كيا لا تزال الموقع المفضل لـ TMT بسبب ظروف المراقبة الرائعة ، وبسبب التآزر مع المرافق الأخرى الشريكة TMT الموجودة بالفعل على الجبل. ارتفاعها البالغ 14000 قدم تقريبًا يجعلها الموقع الفلكي الرئيسي في نصف الكرة الشمالي. السماء فوق Mauna Kea مستقرة للغاية ، مما يسمح بالحصول على صور حادة جدًا. كما أن لديها شفافية ممتازة وتلوث خفيف للضوء ودرجات حرارة باردة مستقرة تعمل على تحسين حساسية عمليات المراقبة بالأشعة تحت الحمراء. "
الموقع الثانوي المفضل في لا بالما هو موطن لأكثر من 10 تلسكوبات أخرى ، ولكن هل يؤثر الانتقال إلى جزر الكناري على العلم الذي تقوم به TMT؟ يقول الدكتور دوماس أن موقع جزر الكناري ممتاز أيضًا ، مع خصائص جوية مماثلة لماونا كيا ، بما في ذلك الاستقرار والشفافية والظلام وجزء من الليالي الصافية.
كما يوضح د. دوماس ، "لا بالما في موقع مرتفع منخفض وفي المتوسط أكثر دفئًا من ماونا كيا. سيقلل هذان العاملان من حساسية TMT عند بعض الأطوال الموجية في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف ".
قال د. دوماس لمجلة الفضاء أن هذه الحساسية المنخفضة في الأشعة تحت الحمراء يمكن التغلب عليها إلى حد ما من خلال جدولة مهام المراقبة المختلفة. "يمكن تخفيف هذه المشكلة المحددة جزئيًا من خلال تنفيذ جدولة تكيفية لملاحظات TMT ، لتتناسب مع تنفيذ برامج الأشعة تحت الحمراء الأكثر تطلبًا مع أفضل الظروف الجوية فوق مدينة La Palma."
في 3 مارس ، اختتمت 44 يومًا من جلسات المحكمة في TMT. في ذلك الوقت ، شهد 71 شخصًا ضد وضد TMT الذي تم بناؤه على Mauna Kea. يقول أولئك الذين يعارضون التلسكوب أن الموقع أرض مقدسة ويجب ألا يكون هناك المزيد من بناء التلسكوب عليه. وتحدث أولئك من أجل TMT لصالح العلم الذي ستوفره TMT للجميع ، وفرص التعليم التي ستوفرها لهواي.
على الرغم من تأخر البناء ، وذهب الناس إلى المحكمة لإيقاف المشروع ، يبدو أنه سيتم بناء TMT بالتأكيد - في مكان ما. التمويل موجود ، تم الانتهاء من التصميم ، وجاري تصنيع المكونات. تعني التأخيرات أن ضوء TMT الأول لا يزال غير مؤكد ، ولكن بمجرد وصولنا إلى هناك ، سيكون TMT مغيرًا آخر للعبة ، تمامًا مثل التلسكوبات الفائقة الأخرى في العالم.
